TWI604491B - 鍵盤 - Google Patents

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Description

鍵盤
本發明係關於一種鍵盤，尤其係有關於具有輕薄外型之鍵盤。
常見的電腦週邊輸入裝置包括滑鼠、鍵盤以及軌跡球等，其中鍵盤可直接鍵入文字以及符號予電腦，因此相當受到使用者以及輸入裝置廠商之重視。其中，較為常見的是一種包含有剪刀式連接元件的鍵盤。
接下來說明包含有剪刀式連接元件的鍵盤中之鍵盤的架構，以鍵盤中之某一按鍵結構來說明。請參閱圖1，其為習知鍵盤之按鍵結構之剖面側視示意圖。習知按鍵結構1包括按鍵帽11、剪刀式連接元件12、彈性橡膠體13、薄膜開關電路14以及底板15，且底板15用以承載按鍵帽11、剪刀式連接元件12、彈性橡膠體13以及薄膜開關電路14。其中剪刀式連接元件12係用以連接底板15與按鍵帽11。
剪刀式連接元件12位於底板15以及按鍵帽11之間且分別 連接二者。剪刀式連接元件12包括第一框架121以及第二框架122。第一框架121之第一端連接於按鍵帽11，而第一框架121之第二端則連接於底板15。彈性橡膠體13被剪刀式連接元件12環繞，而薄膜開關電路14具有複數按鍵接點(未顯示於圖中)。該按鍵接點於被觸發時輸出相對應之按鍵訊號。彈性橡膠體13設置於薄膜開關電路14上且一個彈性橡膠體13係對應於一個按鍵接點，當彈性橡膠體13被觸壓時，彈性橡膠體13發生形變且觸壓薄膜開關電路14中相對應之按鍵接點而產生按鍵訊號。
接下來說明習知按鍵結構1被使用者觸壓之運作情形。圖1中，當使用者觸壓按鍵帽11時，按鍵帽11受力而推抵剪刀式連接元件12使其運動，故按鍵帽11可相對於底板15往下移動且觸壓相對應的彈性橡膠體13。此時，彈性橡膠體13發生形變且觸壓薄膜開關電路14以觸發薄膜開關電路14之按鍵接點，使得薄膜開關電路14輸出相對應之按鍵訊號。而當使用者停止觸壓按鍵帽11時，按鍵帽11不再受力而停止觸壓彈性橡膠體13，使得彈性橡膠體13因應其彈性而恢復原狀，同時提供往上的彈性恢復力，按鍵帽11因此而被推回被觸壓之前的位置。上述為習知按鍵結構之結構以及運作情形。
隨著科技的發展，使用者對於鍵盤的輕薄化日益要求，鍵盤製造廠商致力於研發出更輕薄的按鍵結構，然而，製造廠商所研發出的按鍵結構仍受限於連接按鍵帽以及底板之剪刀式連接元件等連接元件的結構，其厚度降低的幅度有限。另一方面，因應按鍵結構之輕薄化，其容易降低按鍵結構的結構強度，造成按鍵結構容易受損。
因此，需要一種可兼具輕薄外型以及結構強度之鍵盤。
本發明之目的在於提供一種兼具輕薄外型以及結構強度之鍵盤。
於一較佳實施例中，本發明提供一種鍵盤，包括一底板、一開關電路板、複數擺動式按鍵結構、用以產生一光束之一發光元件、一導光板以及一包覆套。該開關電路板設置於該底板上，用以被觸發而產生一按鍵訊號。該複數擺動式按鍵結構，位於該底板之上方且可相對於該底板擺動而觸發該開關電路板。該導光板設置於該複數擺動式按鍵結構上，用以引導該光束；其中該導光板係由複數導光子板所組成，每一該導光子板對應於一該擺動式按鍵結構，而設置於相對應之該擺動式按鍵結構上，且可隨著相對應之該擺動式按鍵結構擺動。該包覆套包覆該底板、該開關電路板、該複數擺動式按鍵結構、該供電電路板、該發光元件以及該導光板於其中，該包覆套具有對應於複數擺動式按鍵結構之複數透光區域；其中，該光束穿過該複數透光區域，使該鍵盤發光。
簡言之，本發明鍵盤係採用擺動式按鍵結構，其以支撐件以及金屬觸壓板取代傳統的按鍵帽以及剪刀式連接元件，且利用金屬彈性件取代傳統的彈性橡膠體，由於支撐件以及金屬觸壓板之總厚度遠小於按鍵帽以及剪刀式連接元件之總厚度，故本發明鍵盤的外型較為輕薄，與習知鍵盤相比，本發明鍵盤之厚度可大幅度地降低。除此之外，由於本發明鍵盤使用以金屬材料所製成之金屬觸壓板，與以塑膠材料所製成的習知鍵盤之按鍵結構比較，金屬觸壓板之結構強度較強，而不易受損。其中，本發明鍵盤更於金屬觸壓板之上方設置導光板，且導光板係由可分別獨立擺動的導光子板所組成，以引導光束通過透光區域，而令鍵盤產生發光效果。
1‧‧‧按鍵結構
2‧‧‧鍵盤
11‧‧‧按鍵帽
12‧‧‧剪刀式連接元件
13‧‧‧彈性橡膠體
14‧‧‧薄膜開關電路
15、21‧‧‧底板
22‧‧‧發光元件
23‧‧‧導光板
24‧‧‧擺動式按鍵結構
25‧‧‧開關電路板
26‧‧‧供電電路板
27‧‧‧包覆層
121‧‧‧第一框架
122‧‧‧第二框架
231‧‧‧導光子板
232‧‧‧間隙
241‧‧‧金屬彈性件
242‧‧‧支撐件
243‧‧‧金屬觸壓板
2431‧‧‧板體
2432‧‧‧固定部
2433‧‧‧觸發部
270‧‧‧透光區域
271‧‧‧上包覆層
272‧‧‧下包覆層
B‧‧‧光束
圖1係習知鍵盤之按鍵結構之剖面側視示意圖。
圖2係本發明鍵盤於一較佳實施例中之局部結構示意圖。
圖3係本發明鍵盤於一較佳實施例中之局部結構分解示意圖。
圖4係本發明鍵盤於一較佳實施例中之局部結構側視示意圖。
鑑於習知技術之問題，本發明提供一種可提升結構強度之鍵盤，且可維持輕薄外型，以解決習知技術問題。請同時參閱圖2以及圖3，圖2係為本發明鍵盤於一較佳實施例中之局部結構示意圖，而圖3係為本發明鍵盤於一較佳實施例中之局部結構分解示意圖。鍵盤2包括底板21、複數發光元件22、導光板23、複數擺動式按鍵結構24、開關電路板25、供電電路板26以及包覆層27。開關電路板25設置於底板21上，其可因應使用者之觸壓而被觸發以產生按鍵訊號，複數擺動式按鍵結構24位於開關電路板25之上方且可相對於底板21擺動而觸發開關電路板25。供電電路板26設置於開關電路板25上且位於部份擺動式按鍵結構24之一側，其表示圖3中供電電路板26之右側亦可以設置其他擺動式按鍵結構。供電電路板26電性連接於複數發光元件22且承載之，以提供電力予複數發光元件22，而發光元件22之功能為產生光束B。於本較佳實施例中，發光元件22 係採用發光二極體，供電電路板26係為軟性電路板(FPC)，而開關電路板25係為薄膜開關電路。
包覆套27包覆底板21、複數發光元件22、導光板23、複數擺動式按鍵結構24、開關電路板25以及供電電路板26於其中，且包覆套27包括上包覆層271以及下包覆層272。上包覆層271係由導光板23的上方覆蓋於導光板23上，且上包覆層271具有對應於複數擺動式按鍵結構24之複數透光區域270，使得光束B可被引導而穿過複數透光區域270，鍵盤2則得以產生發光效果。而下包覆層272則由底板21的下方包覆於底板21的下表面，且與上包覆層271結合，以形成包覆上述元件的包覆套27。
換言之，上包覆層271以及下包覆層272分別由導光板23、複數擺動式按鍵結構24、開關電路板25、複數發光元件22、供電電路板26以及底板21等元件之上下二側包覆該些元件，且使用者之手指所接觸到鍵盤2的即為上包覆層271。其中，透光區域270之形狀係與相對應之字符的形狀符合。例如：按鍵結構2係對應於按鍵P，其透光區域270之形狀則與字符P的形狀符合。於本較佳實施例中，透光區域270係以雷雕技術排除部份上包覆層271(亦即上包覆層271中對應於字符P的部份)而形成的鏤空結構，而上包覆層271係以合成皮革(PU皮革)材料以及發泡材料所共同形成，其中，上包覆層271中對應於使用者所觸壓的擺動式按鍵結構24之部份係以合成皮革材料所製成，而上包覆層271的其他部份則以發泡材料所製成。
另一方面，導光板23設置於複數擺動式按鍵結構24上，其可引導光束B，其中，導光板23係由複數導光子板231所組成，每一導光子板231對應於一個擺動式按鍵結構24，且設置於相對應之擺動式按鍵結構上24，使得導光子板231可隨著相對應的擺動式按鍵結構24擺動。需特 別說明的是，導光子板231中對應於透光區域270之位置設置有相對應的導光元件(未顯示於圖中)，例如導光微結構或導光網點等，以改變光束B之方向而可使光束B投射至透光區域270。另外，每二導光子板231之間具有間隙232，以分隔該些導光子板231，使該些導光子板231得以分別獨立擺動，而不會於多個相鄰的擺動式按鍵結構24被觸壓時發生互相干涉的情形。於一較佳作法中，更可固定導光子板於擺動式按鍵結構上，以連接導光子板以及擺動式按鍵結構。
接下來說明擺動式按鍵結構24的結構。請同時參閱圖3以及圖4，圖4係為本發明鍵盤於一較佳實施例中之局部結構側視示意圖。以單一個擺動式按鍵結構24來說明，擺動式按鍵結構24包括金屬彈性件241、支撐件242以及金屬觸壓板243。金屬彈性件241設置於開關電路板25之上表面上且對應於開關電路板25之按鍵接點(未顯示於圖中)，其可被金屬觸壓板243觸壓而發生形變，以觸發開關電路板23之按鍵接點，抑或是，由形變狀態恢復原狀時可提供彈性力予金屬觸壓板243。支撐件242設置於開關電路板25上且位於金屬彈性件241之一側。金屬觸壓板243中，金屬觸壓板243之一側係固定於支撐件242上，使金屬觸壓板243接受使用者所施加的力而可相對於底板21擺動，且於擺動過程中觸壓金屬彈性件241。於本較佳實施例中，金屬彈性件241係以金屬材料製成的彈片結構(亦即俗稱的metal dome)，而支撐件242可以軟性材料所製成，例如為泡棉材料。其中，支撐件242可藉由黏合、卡合、機構連接方式而固定於開關電路板25上。
金屬觸壓板243包括板體2431、固定部2432以及觸發部2433。板體2431可相對於底板21擺動，固定部2432位於金屬觸壓板243之一側且連接於板體2431。以呈現出彎折狀，其功能為固定板體262之一 側於支撐件242上。觸發部2433設置於板體2431之下表面上，其可與金屬彈性件241接觸。於本較佳實施例中，固定部2432以及觸發部2433係與板體2431一體成型，且板體2431、固定部2432以及觸發部2433皆以金屬材料所製成。其中，固定部2432可藉由黏合、卡合、機構連接方式而固定於支撐件242上。
各元件結合而形成的擺動式按鍵結構24係如圖4所示，而擺動式按鍵結構24被使用者施力觸壓的運作情形如下：當使用者之手指觸壓上包覆層271時，金屬觸壓板243受力而使其板體2431相對於底板21擺動，使其觸發部2433往下推抵金屬彈性件241。此時，金屬彈性件241發生形變且觸壓開關電路板25，以觸發開關電路板25中之按鍵接點，使得開關電路板25輸出相對應之按鍵訊號。而當使用者停止觸壓上包覆層271時，板體2431不再受力而使觸發部2433停止觸壓金屬彈性件241，使得金屬彈性件241因應其彈性而由形變狀態恢復原狀，同時提供往上的彈性力，板體2431因此而被推回被使用者觸壓之前的位置。
需特別說明的有二，第一，包覆套亦可利用可透光的熱塑型聚氨酯(TPU)薄膜材料所製成，而包覆套之上包覆層可經由局部陰片印刷技術而形成透光區域以及非透光區域，且光束無法穿透非透光區域。其中，陰片印刷技術可將上包覆層中所需要的區域印刷為深色或不透光的顏色。於本較佳實施例中，透光區域係對應於字符(例如字符P)的區域，而非透光區域則為排除字符P的其他區域，使得僅有對應於字符P的區域可令光束穿透。
第二，本發明擺動式按鍵結構24中之支撐件242必須以軟性材料製成的原因在於，當使用者觸壓板體2431中接近支撐件242之一側時，由於支撐件242係以軟性材料製成，故板體2431可相對於底板21往 下移動而非擺動，同時擠壓支撐件242而使支撐件242發生形變，以令觸發部2433往下推抵金屬彈性件241。也就是說，支撐件242必須以軟性材料製成，使用者觸壓板體2431之任一側或任一角落時，金屬觸壓板243之板體2431可擺動或移動，使觸發部2433推抵金屬彈性件241。換言之，若支撐件242以非軟性材料製成，使用者觸壓板體2431之任一側或任一角落時，觸發部2433不一定可推抵金屬彈性件241。另一方面，使用以軟性材料製成之支撐件242更可提供良好的觸壓手感。
根據上述可知，本發明鍵盤係採用擺動式按鍵結構，其以支撐件以及金屬觸壓板取代傳統的按鍵帽以及剪刀式連接元件，且利用金屬彈性件取代傳統的彈性橡膠體，由於支撐件以及金屬觸壓板之總厚度遠小於按鍵帽以及剪刀式連接元件之總厚度，故本發明鍵盤的外型較為輕薄，與習知鍵盤相比，本發明鍵盤之厚度可大幅度地降低。除此之外，由於本發明鍵盤使用以金屬材料所製成之金屬觸壓板，與以塑膠材料所製成的習知鍵盤之按鍵結構比較，金屬觸壓板之結構強度較強，而不易受損。其中，本發明鍵盤更於金屬觸壓板之上方設置導光板，且導光板係由可分別獨立擺動的導光子板所組成，以引導光束通過透光區域，而令鍵盤產生發光效果。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。
2‧‧‧鍵盤
21‧‧‧底板
22‧‧‧發光元件
23‧‧‧導光板
24‧‧‧擺動式按鍵結構
25‧‧‧開關電路板
26‧‧‧供電電路板
27‧‧‧包覆層
231‧‧‧導光子板
232‧‧‧間隙
241‧‧‧金屬彈性件
242‧‧‧支撐件
243‧‧‧金屬觸壓板
270‧‧‧透光區域
271‧‧‧上包覆層
272‧‧‧下包覆層
B‧‧‧光束

Claims (9)

  1. 一種鍵盤，包括：一底板；一開關電路板，設置於該底板上，用以被觸發而產生一按鍵訊號；複數擺動式按鍵結構，位於該開關電路板之上方且可相對於該底板擺動而觸發該開關電路板；一發光元件，用以產生一光束；一導光板，設置於該複數擺動式按鍵結構上，用以引導該光束；其中該導光板係由複數導光子板所組成，每一該導光子板對應於一該擺動式按鍵結構，而設置於相對應之該擺動式按鍵結構上，且可隨著相對應之該擺動式按鍵結構擺動，以及，其中每二該導光子板之間具有一間隙，以分隔該二導光子板，使該二導光子板可分別獨立擺動；以及一包覆套，包覆該底板、該開關電路板、該複數擺動式按鍵結構、該供電電路板、該發光元件以及該導光板於其中，該包覆套具有對應於複數擺動式按鍵結構之複數透光區域；其中，該光束穿過該複數透光區域，使該鍵盤發光。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中至少一該擺動式按鍵結構包括：一金屬彈性件，設置於該開關電路板上，用以被觸壓而發生形變以觸發該開關電路板，或提供一彈性力；一支撐件，設置於該開關電路板上且位於該金屬彈性件之一側；以及 一金屬觸壓板，該金屬觸壓板之一側固定於該支撐件上且與相對應之該導光子板接觸，使該金屬觸壓板受力而可相對於該底板擺動，且觸壓該金屬彈性件。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之鍵盤，其中該金屬觸壓板包括：一板體，可相對於該底板擺動且與相對應之該導光子板接觸；一固定部，位於該金屬觸壓板之該側且連接於該板體而呈現一彎折狀，用以固定該板體之該側於該支撐件上；以及一觸發部，設置於該板體之下表面上，用以與該金屬彈性件接觸。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之鍵盤，其中該固定部係藉由黏合方式而固定於該支撐件上，而該支撐件亦藉由黏合方式而固定於該開關電路板上。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之鍵盤，其中該固定部以及該觸發部係與該板體一體成型，且該板體、該固定部以及該觸發部皆以金屬材料所製成。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，更包括一供電電路板，設置於該開關電路板上且位於至少一該擺動式按鍵結構之一側，電性連接於該發光元件，用以提供一電力予該發光元件。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中該包覆套更包括：一上包覆層，由該導光板之上方覆蓋於該導光板上；其中該複數透光區域位於該上包覆層上；以及一下包覆層，由該底板之下方包覆於該底板且與該上包覆層結合。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之鍵盤，其中該複數透光區域係以雷雕技術排除部份該上包覆層而形成之複數鏤空結構，且該上包覆層係以合成皮 革(PU皮革)材料以及發泡材料所共同形成。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之鍵盤，其中該上包覆層係以可透光的熱塑型聚氨酯(TPU)薄膜材料所製成，而該上包覆層經由局部陰片印刷技術而形成該複數透光區域以及複數非透光區域，且該光束無法穿透該複數非透光區域。
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